專利名稱：圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
海洋波浪能是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，其利用方式主要是發(fā)電。當(dāng)前大力開發(fā)波能發(fā)電技術(shù)對(duì)海島居民用電和海上航標(biāo)燈用電具有十分重要的意義。從國(guó)內(nèi)外研究情況來看，波浪能發(fā)電裝置主要有以下幾種(1)振蕩水柱式波能發(fā)電站。如英國(guó)500kW、澳大利亞500kW和中國(guó)IOOkW的振蕩水柱波力電站。該類發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)在于水下活動(dòng)部件少，通過空氣媒介傳遞能量，減少了波浪的破壞性，具有安全可靠、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)在于施工困難，建造費(fèi)用昂貴，二級(jí)轉(zhuǎn)換裝置的效率較低。(2)截止式波能發(fā)電裝置。如英國(guó)愛丁堡大學(xué)提出的鴨式波能裝置和日本室蘭工業(yè)大學(xué)提出的20kW擺式波能電站。其優(yōu)點(diǎn)是建造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能量轉(zhuǎn)換效率高；缺點(diǎn)是抗波浪能力差，裝置的可靠性較差，較易損壞且維護(hù)較為困難。(3)收縮波道式波能發(fā)電裝置。如挪威于1986年建造的聚波水庫(kù)式波能電站。其優(yōu)點(diǎn)是水中活動(dòng)部件少，可靠性較高，維護(hù)費(fèi)用較低；缺點(diǎn)是對(duì)地形要求嚴(yán)格，不易推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用于深海、可全方位吸收波浪能的圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
本發(fā)明是一種圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，它包括圓筒浮體、發(fā)電機(jī)艙、錨鏈裝置；所述的發(fā)電機(jī)艙安裝在圓筒浮體的中部；發(fā)電機(jī)艙的底部與錨鏈裝置連接；所述的發(fā)電機(jī)艙包括機(jī)艙外殼、矩形筒、蓄電池、圓環(huán)鋼架、多只穩(wěn)定彈簧、多條電機(jī)拉繩、多臺(tái)直線發(fā)電機(jī)；所述多臺(tái)直線發(fā)電機(jī)均勻安裝在機(jī)艙外殼內(nèi)部，矩形筒固定于機(jī)艙外殼內(nèi)壁的中部，蓄電池安裝在矩形筒內(nèi)，圓環(huán)鋼架焊接于機(jī)艙外殼外壁的上端，機(jī)艙外殼通過穩(wěn)定彈簧和電機(jī)拉繩與圓筒浮體連接。所述的直線發(fā)電機(jī)包括電機(jī)殼體、滑動(dòng)管、限位彈簧、滑體、回位彈簧、定子線圈、永磁體、絕緣體；所述的電機(jī)殼體兩端分別與發(fā)電機(jī)艙的機(jī)艙外殼和矩形筒壁焊接；所述的滑動(dòng)管套置在電機(jī)殼體中央，在電機(jī)殼體與滑動(dòng)管之間形成一個(gè)環(huán)形空間，定子線圈設(shè)置在電機(jī)殼體與滑動(dòng)管之間的環(huán)形空間內(nèi)，在定子線圈內(nèi)設(shè)有絕緣體；所述的永磁體固定在滑體上，滑體活動(dòng)的套置在滑動(dòng)管內(nèi)，滑體的內(nèi)端通過回位彈簧與矩形筒壁連接，滑體的外端設(shè)有一電機(jī)推桿，該電機(jī)推桿通過可伸縮密封管固定在機(jī)艙外殼上；所述的回位彈簧為一個(gè)拉伸彈簧，其兩端分別固定在滑體和矩形筒壁上；所述的限位彈簧安裝于滑動(dòng)管腔外端的兩側(cè)。在發(fā)電機(jī)艙的頂部設(shè)有密封門，以方便蓄電池的存取。
所述的發(fā)電機(jī)艙包括四個(gè)可伸縮密封管、四只穩(wěn)定彈簧、四條電機(jī)拉繩、四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)；所述四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)通過焊接均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼內(nèi)壁的四個(gè)方位，四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)處于機(jī)艙外殼內(nèi)部的上端，以避免其與海水接觸；所述四個(gè)可伸縮密封管均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼外壁的四個(gè)方位，兩端分別與機(jī)艙外殼的外壁和直線發(fā)電機(jī)的電機(jī)推桿通過螺栓連接；所述四個(gè)穩(wěn)定彈簧均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼外壁下端的四個(gè)方位，并與圓筒浮體的外壁通過圓環(huán)形吊鉤相連接。所述錨鏈裝置包括四條錨鏈和四個(gè)海底重物；所述四條錨鏈的一端分別均勻地安裝固定于發(fā)電機(jī)艙底端的四個(gè)方位，另一端分別與四個(gè)海底重物連接。所述的圓環(huán)鋼架由兩個(gè)圓環(huán)鋼筋焊接而成，在圓環(huán)鋼架的四個(gè)方位均勻的焊接有導(dǎo)向裝置；所述的導(dǎo)向裝置由上、下相對(duì)設(shè)置的上滑輪和下滑輪構(gòu)成。采用上述方案后，由于本發(fā)明屬于一種漂浮式發(fā)電裝置，圓筒浮體通過穩(wěn)定彈簧和電機(jī)拉繩與發(fā)電機(jī)艙連接，發(fā)電機(jī)艙通過錨鏈與海底重物連接，整個(gè)裝置可通過調(diào)節(jié)錨鏈的長(zhǎng)度以適應(yīng)不同的海域深度。當(dāng)波浪作用于圓筒浮體時(shí)，圓筒浮體實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，使電機(jī)拉繩拉緊，拉緊的電機(jī)拉繩的分力和回位彈簧的水平力使滑體在滑動(dòng)管內(nèi)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致直線電機(jī)腔體發(fā)生磁場(chǎng)變化，使嵌于定子鐵心槽中的線圈繞組產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。本發(fā)明裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受波浪傳遞方向的影響，能全方位的收集波浪的勢(shì)能和動(dòng)能的優(yōu)點(diǎn)。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1本發(fā)明的俯視 圖2本發(fā)明的軸測(cè) 圖3本發(fā)明密封門與發(fā)電機(jī)艙的連接軸測(cè) 圖4本發(fā)明發(fā)電機(jī)艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意 圖5本發(fā)明導(dǎo)向裝置的示意 圖6本發(fā)明滑輪的軸測(cè) 圖7本發(fā)明圓環(huán)吊鉤的軸測(cè) 圖8本發(fā)明矩形筒的軸測(cè)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明是一種圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，它包括圓筒浮體1、發(fā)電機(jī)艙2、錨鏈裝置3。所述的發(fā)電機(jī)艙2安裝在圓筒浮體I的中部；發(fā)電機(jī)艙2的底部與錨鏈裝置3連接。所述的發(fā)電機(jī)艙2包括機(jī)艙外殼21、矩形筒22、蓄電池23、四個(gè)可伸縮密封管25、四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)28 (如圖4所示)、圓環(huán)鋼架24、四只穩(wěn)定彈簧26、四條電機(jī)拉繩27。所述四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)28通過焊接均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼21內(nèi)壁的四個(gè)方位，直線發(fā)電機(jī)28處于機(jī)艙外殼21內(nèi)部的上端，以避免其與海水接觸；所述四個(gè)可伸縮密封管25均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼21外壁的四個(gè)方位,兩端分別與機(jī)艙外殼21的外壁和直線發(fā)電機(jī)28的電機(jī)推桿使用螺栓連接，可伸縮密封管25與直線發(fā)電機(jī)28的電機(jī)推桿的連接部分分別墊有密封圈，以保證可伸縮密封管的密封性。可伸縮密封管25可隨直線電機(jī)28推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)伸縮。所述的矩形筒22固定于機(jī)艙外殼內(nèi)壁的21中部，蓄電池23安裝在矩形筒22內(nèi)，在發(fā)電機(jī)艙2的頂部設(shè)有密封門29，以方便蓄電池23的存取。矩形筒22的四壁開有圓洞221 (如圖8所示)，作為直線電機(jī)28與蓄電池23連接通道。所述的圓環(huán)鋼架24焊接于機(jī)艙外殼21外壁的上端，機(jī)艙外殼21通過穩(wěn)定彈簧26和電機(jī)拉繩27與圓筒浮體I連接。所述四個(gè)穩(wěn)定彈簧26均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼21外壁下端的四個(gè)方位，并與圓筒浮體I的外壁通過圓環(huán)吊鉤4 (如圖7所示)相連接。如圖3、圖1所示，所述的圓環(huán)鋼架24由兩個(gè)圓環(huán)鋼筋241、242焊接而成。在圓環(huán)鋼架24的四個(gè)方位均勻的焊接有導(dǎo)向裝置243，連接圓筒浮體I與發(fā)電機(jī)艙2的電機(jī)拉繩27穿過導(dǎo)向裝置243 (如圖5所示)，對(duì)電機(jī)拉繩27起導(dǎo)引作用。所述的導(dǎo)向裝置243由上、下相對(duì)設(shè)置的上滑輪2431和下滑輪2432構(gòu)成，以減小電機(jī)拉繩27與導(dǎo)向裝置243間的摩擦(如圖5和圖6所示)。如圖4、圖1所示，所述的直線發(fā)電機(jī)28包括電機(jī)殼體281、滑動(dòng)管282、限位彈簧283、滑體284、回位彈簧285、定子線圈286、永磁體287、絕緣體288、電機(jī)推桿289。所述的電機(jī)殼體281兩端分別與發(fā)電機(jī)艙2的機(jī)艙外殼21和矩形筒22壁焊接，所述的滑動(dòng)管282套置在電機(jī)殼體281中央，在電機(jī)殼體281與滑動(dòng)管282之間形成一個(gè)環(huán)形空間，定子線圈286設(shè)置在電機(jī)殼體281與滑動(dòng)管282之間的環(huán)形空間內(nèi)，在定子線圈286內(nèi)設(shè)有絕緣體288 ;所述的永磁體287固定在滑體284上，滑體284活動(dòng)的套置在滑動(dòng)管282內(nèi)，滑體284的內(nèi)端通過回位彈簧與矩形筒22連接，滑體284的外端設(shè)有一電機(jī)推桿289，該電機(jī)推桿289通過可伸縮密封管25固定在機(jī)艙外殼21內(nèi)壁上。所述的限位彈簧283共有四組，分別安裝于滑動(dòng)管282腔外端的兩側(cè)；當(dāng)電機(jī)推桿289所受外力很大時(shí)，限位彈簧283能夠緩沖滑體284對(duì)發(fā)電機(jī)艙2機(jī)艙外殼21的沖擊。所述的回位彈簧285為一個(gè)拉伸彈簧，其兩端分別固定在滑體284和矩形筒22壁上。如圖2所示，所述錨鏈裝置3包括四條錨鏈31和四個(gè)海底重物32。所述四條錨鏈31的一端分別均勻地安裝固定于發(fā)電機(jī)艙2機(jī)艙外殼21底端的四個(gè)方位,另一端分別與四個(gè)海底重物32連接。本發(fā)明裝置的工作原理
如圖2和圖4所示，以左側(cè)直線電機(jī)28為例說明該裝置的工作原理。當(dāng)波浪從任何方向傳遞時(shí)，其波浪波峰會(huì)帶動(dòng)圓筒浮體I向上運(yùn)動(dòng)，波浪波谷會(huì)使圓筒浮體I向下運(yùn)動(dòng)，即使圓筒浮體I產(chǎn)生勢(shì)能。圓筒浮體I的向上或向下運(yùn)動(dòng)會(huì)將電機(jī)拉繩27拉緊，拉緊的電機(jī)拉繩27會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外的分力，該分力使電機(jī)推桿289向外運(yùn)動(dòng)。電機(jī)推桿289的向外運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)滑體284向外運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑體284向外運(yùn)動(dòng)到接近機(jī)艙外殼21時(shí)，限位彈簧283發(fā)生作用，緩沖了滑體284與發(fā)電機(jī)艙2機(jī)艙外殼21的碰撞，不僅延長(zhǎng)了裝置的使用壽命，而且使滑體284產(chǎn)生一個(gè)向右的運(yùn)動(dòng)力。當(dāng)波峰和波谷沒有完全作用于圓筒浮體I時(shí)，回位彈簧285發(fā)生作用，使滑體284實(shí)現(xiàn)向右運(yùn)動(dòng)，回位彈簧285不斷被壓縮和被拉伸的過程是滑體284動(dòng)能和彈簧彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換的過程，實(shí)現(xiàn)了滑體284在滑動(dòng)管282腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。滑體284固定安裝在電機(jī)推桿289上，其上下端固定裝有永磁體287，按S、N極相間排列,每個(gè)永磁體287本身的磁極通過定子線圈286構(gòu)成磁回路。滑體284的來回往復(fù)移動(dòng)導(dǎo)致腔體發(fā)生磁場(chǎng)變化，使嵌于定子鐵心槽中的線圈繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其電能通過電線儲(chǔ)存于蓄電池23中。蓄電池23具有過充過載保護(hù)功能，以防過充和波浪過大時(shí)損壞蓄電池；當(dāng)蓄電池23充滿時(shí)，可通過發(fā)電機(jī)艙2機(jī)艙外殼21頂部的密封門29進(jìn)行存取(如圖3所示)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，所述圓筒浮體和發(fā)電機(jī)艙的形狀可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造，所述直線發(fā)電機(jī)的數(shù)目、錨鏈的數(shù)目和穩(wěn)定彈簧的數(shù)目可根據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和波況進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾雍蜏p少，故不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:它包括圓筒浮體、發(fā)電機(jī)艙、錨鏈裝置；所述的發(fā)電機(jī)艙安裝在圓筒浮體的中部；發(fā)電機(jī)艙的底部與錨鏈裝置連接；所述的發(fā)電機(jī)艙包括機(jī)艙外殼、矩形筒、蓄電池、圓環(huán)鋼架、多只穩(wěn)定彈簧、多條電機(jī)拉繩、多臺(tái)直線發(fā)電機(jī)；所述多臺(tái)直線發(fā)電機(jī)均勻安裝在機(jī)艙外殼內(nèi)部，矩形筒固定于機(jī)艙外殼內(nèi)壁的中部，蓄電池安裝在矩形筒內(nèi)，圓環(huán)鋼架焊接于機(jī)艙外殼外壁的上端，機(jī)艙外殼通過穩(wěn)定彈簧和電機(jī)拉繩與圓筒浮體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述的直線發(fā)電機(jī)包括電機(jī)殼體、滑動(dòng)管、限位彈簧、滑體、回位彈簧、定子線圈、永磁體、絕緣體；所述的電機(jī)殼體兩端分別與發(fā)電機(jī)艙的機(jī)艙外殼和矩形筒壁焊接；所述的滑動(dòng)管套置在電機(jī)殼體中央，在電機(jī)殼體與滑動(dòng)管之間形成一個(gè)環(huán)形空間，定子線圈設(shè)置在電機(jī)殼體與滑動(dòng)管之間的環(huán)形空間內(nèi)，在定子線圈內(nèi)設(shè)有絕緣體；所述的永磁體固定在滑體上，滑體活動(dòng)的套置在滑動(dòng)管內(nèi)，滑體的內(nèi)端通過回位彈簧與矩形筒連接，滑體的外端設(shè)有一電機(jī)推桿，該電機(jī)推桿通過可伸縮密封管固定在機(jī)艙外殼內(nèi)壁上；所述的回位彈簧為一個(gè)拉伸彈簧，其兩端分別固定在滑體和矩形筒壁上；所述的限位彈簧安裝于滑動(dòng)管腔外端的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:在發(fā)電機(jī)艙的頂部設(shè)有密封門，以方便蓄電池的存取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述的發(fā)電機(jī)艙包括四個(gè)可伸縮密封管、四只穩(wěn)定彈簧、四條電機(jī)拉繩、四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)；所述四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)通過焊接均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼內(nèi)壁的四個(gè)方位，四臺(tái)直線發(fā)電機(jī)處于機(jī)艙外殼內(nèi)部的上端，以避免其與海水接觸；所述四個(gè)可伸縮密封管均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼外壁的四個(gè)方位，兩端分別與機(jī)艙外殼的外壁和直線發(fā)電機(jī)的電機(jī)推桿通過螺栓連接；所述四個(gè)穩(wěn)定彈簧均勻地安裝固定于機(jī)艙外殼外壁下端的四個(gè)方位，并與圓筒浮體的外壁通過圓環(huán)形吊鉤相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述錨鏈裝置包括四條錨鏈和四個(gè)海底重物；所述四條錨鏈的一端分別均勻地安裝固定于發(fā)電機(jī)艙底端的四個(gè)方位，另一端分別與四個(gè)海底重物連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述的圓環(huán)鋼架由兩個(gè)圓環(huán)鋼筋焊接而成，在圓環(huán)鋼架的四個(gè)方位均勻的焊接有導(dǎo)向裝置；所述的導(dǎo)向裝置由上、下相對(duì)設(shè)置的上滑輪和下滑輪構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓筒浮體式波浪能發(fā)電裝置，它包括圓筒浮體、發(fā)電機(jī)艙、錨泊裝置等三個(gè)部分。該裝置屬于一種漂浮式發(fā)電裝置，圓筒浮體通過穩(wěn)定彈簧和電機(jī)拉繩與發(fā)電機(jī)艙連接，發(fā)電機(jī)艙通過錨鏈與海底重物連接，整個(gè)裝置可通過調(diào)節(jié)錨鏈的長(zhǎng)度以適應(yīng)不同的海域深度。當(dāng)波浪作用于圓筒浮體時(shí)，圓筒浮體實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，使電機(jī)拉繩拉緊，拉緊的電機(jī)拉繩的分力和回位彈簧的水平力使滑體在滑動(dòng)腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致直線電機(jī)腔體發(fā)生磁場(chǎng)變化，使嵌于定子鐵心槽中的線圈繞組產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。本發(fā)明裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能全方位的收集波浪的勢(shì)能和動(dòng)能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03B13/14GK103075293SQ20131001222
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者何宏舟, 曲泉鈾 申請(qǐng)人:集美大學(xué)